Scheda Tecnica LED SMD Bicolore LTST-S326KGJRKT - Vista Laterale - AlInGaP Verde e Rosso - 30mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per il LTST-S326KGJRKT, un LED a montaggio superficiale (SMD). Questo componente è un LED bicolore a vista laterale che integra chip AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) separati per l'emissione di luce verde e rossa all'interno di un unico package compatto. Progettato per l'assemblaggio automatizzato su circuito stampato (PCB), è ideale per applicazioni con vincoli di spazio in un'ampia gamma di elettronica di consumo e industriale.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

Il LTST-S326KGJRKT offre diversi vantaggi chiave per il design elettronico moderno:

• Sorgente Bicolore:Integra chip AlInGaP ultra-luminosi indipendenti per l'emissione di luce verde e rossa, controllati tramite pin separati (C1 per il Rosso, C2 per il Verde).
• Package a Vista Laterale:L'emissione luminosa principale avviene dal lato del componente, rendendolo adatto per l'illuminazione laterale, l'indicazione di stato in spazi ristretti e applicazioni di retroilluminazione dove il montaggio dall'alto non è fattibile.
• Compatibilità Produttiva:Il package è conforme agli standard EIA e viene fornito su nastro da 8mm su bobine da 7 pollici, risultando pienamente compatibile con le attrezzature automatiche pick-and-place ad alta velocità.
• Processo di Assemblaggio Robusto:Progettato per resistere ai processi standard di saldatura a rifusione a infrarossi (IR), facilitando un assemblaggio a montaggio superficiale affidabile.
• Conformità Ambientale:Il dispositivo è conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).
• Compatibilità Elettrica:Il dispositivo è compatibile con circuiti integrati, consentendo in molti casi la guida diretta da uscite di microcontrollori o logiche.

1.2 Applicazioni e Mercati Target

Questo LED è progettato per versatilità nelle apparecchiature elettroniche dove sono richiesti indicatori compatti e affidabili. Le principali aree di applicazione includono:

• Apparecchiature di Telecomunicazione:Indicatori di stato in telefoni cordless, cellulari e hardware di sistemi di rete.
• Informatica e Automazione d'Ufficio:Retroilluminazione per tastiere e keypad di computer portatili e altri dispositivi portatili; luci di stato su periferiche.
• Elettronica di Consumo ed Elettrodomestici:Indicatori di alimentazione, modalità o funzione in una vasta gamma di dispositivi domestici.
• Apparecchiature Industriali:Indicatori su pannelli, luci di stato macchina e feedback di sistemi di controllo.
• Display Specializzati:Adatto per micro-display e come sorgente luminosa per l'illuminazione di piccoli segnali e simboli.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Le seguenti sezioni forniscono un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e di affidabilità definiti nella scheda tecnica.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. L'operazione a o vicino a questi limiti non è raccomandata per l'uso normale. Tutti i valori sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Dissipazione di Potenza (Pd):75 mW per chip. Questa è la massima quantità di potenza che può essere dissipata come calore da ciascun chip LED. Superarla può portare a una temperatura di giunzione eccessiva e a un degrado accelerato o guasto.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):):
• Corrente Diretta Continua (I_F):30 mA DC. Questa è la corrente massima raccomandata per il funzionamento continuo, bilanciando luminosità e affidabilità a lungo termine.
• Tensione Inversa (V_R):5 V. Applicare una tensione di polarizzazione inversa superiore a questa può causare rottura e danneggiare la giunzione del semiconduttore.
• Temperatura di Funzionamento e Stoccaggio:Il dispositivo può operare da -30°C a +85°C ed essere stoccato da -40°C a +85°C. Questi intervalli garantiscono la funzionalità nella maggior parte degli ambienti commerciali e industriali.
• Limite Termico di Saldatura:Il package può resistere a una temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi durante la rifusione IR, che è lo standard per i processi di assemblaggio senza piombo (Pb-free).

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati in condizioni di test standard (Ta=25°C, I_F=20mA salvo diversa indicazione). Definiscono il comportamento atteso del dispositivo in un circuito.

• Intensità Luminosa (I_V):Una misura chiave della luminosità percepita. Per il chip Verde, il valore tipico è 35.0 mcd (millicandele), con un intervallo da 18.0 mcd (Min) a 112.0 mcd (Max). Per il chip Rosso, il valore tipico è più alto a 45.0 mcd, con lo stesso intervallo min/max. L'ampio intervallo rende necessario il sistema di binning descritto in seguito.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):130 gradi (tipico). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore di picco (sull'asse). Il largo angolo di 130° è caratteristico di un LED a vista laterale con lente diffondente, fornendo un pattern di emissione ampio adatto per l'illuminazione d'area o la visibilità ad ampio angolo.
• Tensione Diretta (V_F):Tipicamente 2.0 V per entrambi i colori a 20mA, con un massimo di 2.4 V. Questo è relativamente basso rispetto ad alcuni LED blu o bianchi, semplificando il design del circuito di pilotaggio. La V_Fconsistente tra i colori consente l'uso di valori simili per le resistenze limitatrici di corrente se pilotati separatamente.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P) e Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):
  • Verde:Picco a 574 nm (Tip), Dominante a 571 nm (Tip). Questo lo colloca nella regione del verde puro dello spettro.
  • Rosso:Picco a 639 nm (Tip), Dominante a 631 nm (Tip). Questo è un rosso standard, distinto dal rosso profondo o rosso-arancio.
  La lunghezza d'onda dominante è la percezione monocromatica del colore, derivata dal diagramma di cromaticità CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):Circa 15 nm per il Verde e 20 nm per il Rosso. Questo indica la purezza spettrale; un valore più piccolo significa un'uscita più monocromatica (colore puro).
• Corrente Inversa (I_R):Massimo di 10 µA con una polarizzazione inversa di 5V, indicando una giunzione di alta qualità con bassa dispersione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire coerenza nella produzione di massa, i LED vengono selezionati (binnati) in base a parametri ottici chiave. Il LTST-S326KGJRKT utilizza un sistema di binning bidimensionale.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa (Luminosità)

Sia il chip Verde che quello Rosso vengono binnati in modo identico per l'intensità luminosa a 20mA. Il codice bin definisce un intervallo minimo e massimo di luminosità. La tolleranza all'interno di ciascun bin è +/-15%.

• Codice Bin M:18.0 – 28.0 mcd
• Codice Bin N:28.0 – 45.0 mcd (Copre i valori tipici)
• Codice Bin P:45.0 – 71.0 mcd
• Codice Bin Q:71.0 – 112.0 mcd

I progettisti devono selezionare il bin appropriato in base alla luminosità richiesta per la loro applicazione. Utilizzare un bin più alto (es. P o Q) garantisce una luminosità minima più elevata ma può comportare un costo superiore.

3.2 Binning della Tonalità (Lunghezza d'Onda Dominante) per il Verde

Solo il chip Verde ha un binning specifico della tonalità (lunghezza d'onda) per controllare la coerenza del colore. La tolleranza per ciascun bin è +/- 1 nm.

• Codice Bin C:567.5 – 570.5 nm
• Codice Bin D:570.5 – 573.5 nm (Contiene il tipico 571 nm)
• Codice Bin E:573.5 – 576.5 nm

La lunghezza d'onda dominante del chip Rosso è specificata come valore tipico (631 nm) senza una tabella di binning formale in questa scheda tecnica, implicando un controllo di processo più stretto o una minore sensibilità allo spostamento di colore nell'applicazione.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene curve grafiche specifiche siano referenziate nella scheda tecnica (es. Fig.1, Fig.5), le loro implicazioni generali sono critiche per il design.

4.1 Caratteristica Corrente vs. Tensione (I-V)

La tensione diretta (V_F) ha un coefficiente di temperatura positivo e aumenta leggermente anche con la corrente. Il tipico V_Fdi 2.0V a 20mA è un parametro cruciale per progettare il circuito limitatore di corrente. Una semplice resistenza in serie è spesso sufficiente: R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. I progettisti dovrebbero usare il V_Fmassimo (2.4V) per il calcolo della corrente nel caso peggiore per evitare di sovraccaricare il LED.

4.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

L'uscita luminosa (I_V) è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta (I_F) nell'intervallo di funzionamento normale. Pilotare il LED a meno di 20mA ridurrà la luminosità proporzionalmente. Operare sopra i 20mA fino al massimo di 30mA aumenterà la luminosità ma aumenterà anche la dissipazione di potenza e la temperatura di giunzione, il che può influenzare la longevità e causare un leggero spostamento della lunghezza d'onda.

4.3 Dipendenza dalla Temperatura

Come tutti i LED, le prestazioni dei chip AlInGaP sono sensibili alla temperatura. All'aumentare della temperatura di giunzione:

• L'Intensità Luminosa Diminuisce:L'uscita luminosa cala. La scheda tecnica mostra probabilmente una curva di derating.
• La Tensione Diretta Diminuisce:Leggermente, a causa dei cambiamenti nel bandgap del semiconduttore.
• Spostamento della Lunghezza d'Onda:Tipicamente, la lunghezza d'onda dominante aumenta (si sposta verso lunghezze d'onda maggiori) con la temperatura. Questo è più pronunciato nei LED AlInGaP rispetto ad altri tipi. Una corretta gestione termica sul PCB è essenziale per la stabilità del colore in applicazioni critiche.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package e Polarità

Il dispositivo utilizza un footprint SMD standard. L'assegnazione dei pin è chiaramente definita: Catodo 1 (C1) è per il chip Rosso e Catodo 2 (C2) è per il chip Verde. Gli anodi sono probabilmente comuni o internamente collegati come per il disegno del package, che deve essere consultato per il layout esatto. Tutte le dimensioni critiche sono fornite in millimetri con una tolleranza standard di ±0.1 mm, garantendo un posizionamento e una saldatura affidabili.

5.2 Design Consigliato dei Pad PCB

La scheda tecnica include un land pattern suggerito (layout dei pad di saldatura) per il PCB. Rispettare questo design è cruciale per ottenere un giunto di saldatura affidabile, un corretto allineamento e gestire la dissipazione del calore durante la rifusione. Il design del pad tiene conto della formazione del filetto di saldatura e previene l'effetto "tombstoning" (sollevamento di un'estremità durante la rifusione).

6. Guida alla Saldatura, Assemblaggio e Manipolazione

6.1 Parametri di Saldatura a Rifusione IR

Per l'assemblaggio senza piombo (Pb-free), è raccomandato il seguente profilo di rifusione:

• Preriscaldamento:150–200°C
• Tempo di Preriscaldamento:Massimo 120 secondi.
• Temperatura di Picco:Massimo 260°C ai terminali del componente.
• Tempo Sopra il Liquido:Il componente dovrebbe essere esposto alla temperatura di picco per un massimo di 10 secondi. La rifusione dovrebbe essere eseguita un massimo di due volte.

Questo profilo è allineato agli standard JEDEC e garantisce che l'integrità del package sia mantenuta mentre si formano giunti di saldatura affidabili.

6.2 Saldatura Manuale (Se Necessaria)

Se è necessario un rework manuale, utilizzare un saldatore con una temperatura non superiore a 300°C. Il tempo di contatto con il pad di saldatura dovrebbe essere limitato a un massimo di 3 secondi per una singola operazione. Calore o tempo eccessivi possono danneggiare il package plastico o i bonding interni.

6.3 Pulizia

Se è richiesta una pulizia post-saldatura, utilizzare solo solventi specificati. Immergere il LED in alcol etilico o isopropilico a temperatura ambiente per meno di un minuto è accettabile. Prodotti chimici non specificati o aggressivi possono danneggiare il materiale della lente o l'epossidico del package.

6.4 Stoccaggio e Sensibilità all'Umidità

I LED sono confezionati in una busta anti-umidità con essiccante. In questo stato sigillato, dovrebbero essere stoccati a ≤30°C e ≤90% UR e utilizzati entro un anno. Una volta aperta la busta originale, i dispositivi sono classificati a Livello di Sensibilità all'Umidità 3 (MSL3). Ciò significa che devono essere sottoposti a saldatura a rifusione IR entro una settimana dall'esposizione alle condizioni ambientali di fabbrica (≤30°C/60% UR). Per uno stoccaggio più lungo dopo l'apertura, devono essere conservati in un contenitore sigillato con essiccante o in un ambiente di azoto. I dispositivi esposti per più di una settimana richiedono una cottura a 60°C per almeno 20 ore prima della saldatura per rimuovere l'umidità assorbita e prevenire l'effetto "popcorning" (crepe del package dovute alla pressione del vapore durante la rifusione).

6.5 Precauzioni contro le Scariche Elettrostatiche (ESD)

I LED AlInGaP sono sensibili alle scariche elettrostatiche. Devono essere in atto adeguati controlli ESD durante la manipolazione e l'assemblaggio. Ciò include l'uso di braccialetti collegati a terra, tappetini antistatici e garantire che tutte le attrezzature siano correttamente messe a terra. L'ESD può causare guasti immediati o danni latenti che accorciano la vita del dispositivo.

7. Confezionamento e Informazioni d'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I componenti sono forniti per l'assemblaggio automatizzato in nastro portante goffrato avvolto su bobine da 7 pollici (178 mm) di diametro.

• Larghezza del Nastro:8 mm.
• Quantità per Bobina:3000 pezzi.
• Quantità Minima d'Ordine (MOQ):500 pezzi per quantità residue.
• Copertura delle Tasche:Le tasche vuote sono sigillate con nastro coprente.
• Componenti Mancanti:È consentito un massimo di due LED mancanti consecutivi secondo lo standard di imballaggio.

Il confezionamento è conforme alle specifiche ANSI/EIA-481, garantendo compatibilità con gli alimentatori a nastro standard sulle macchine di posizionamento.

8. Considerazioni per il Design dell'Applicazione

8.1 Design del Circuito di Pilotaggio

Poiché i due colori hanno catodi indipendenti, possono essere pilotati separatamente. Una semplice sorgente di corrente costante o una resistenza limitatrice di corrente è sufficiente per ciascun canale. Data la simile V_F, lo stesso valore di resistenza può spesso essere usato per entrambi i colori se pilotati dalla stessa linea di tensione, sebbene calcoli separati siano raccomandati per precisione. Per il multiplexing o la regolazione PWM, assicurarsi che la corrente di pilotaggio e le velocità di commutazione siano entro i limiti del dispositivo.

8.2 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (75 mW max per chip), un'efficace gestione termica sul PCB è comunque importante per mantenere un'uscita ottica stabile e un'affidabilità a lungo termine, specialmente ad alte temperature ambiente o quando pilotato alla massima corrente continua. Assicurarsi che i pad PCB abbiano un adeguato rilievo termico o connessione a un piano di rame per dissipare il calore.

8.3 Integrazione Ottica

La natura a vista laterale di questo LED richiede un'attenta progettazione meccanica. Guide della luce, riflettori o diffusori possono essere necessari per dirigere la luce verso l'area di visione desiderata o per creare una retroilluminazione uniforme. Il largo angolo di visione di 130 gradi aiuta a illuminare aree più grandi senza punti caldi.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Il LTST-S326KGJRKT si differenzia sul mercato attraverso la sua specifica combinazione di caratteristiche:

• vs. LED a Vista Laterale Monocolore:Offre doppia funzionalità nella stessa impronta, risparmiando spazio sul PCB e tempo di assemblaggio rispetto al montaggio di due LED monocolore separati.
• vs. LED Bicolore a Vista Dall'Alto:La caratteristica di emissione laterale è il suo principale differenziatore, abilitando design meccanici unici dove la luce deve essere emessa parallelamente alla superficie del PCB.
• vs. Altre Tecnologie Bicolore:L'uso della tecnologia AlInGaP per entrambi i colori fornisce alta efficienza e buona saturazione del colore per il rosso e il verde, rispetto a tecnologie più vecchie come il GaP.
• vs. LED RGB:Questo è un dispositivo a due colori primari (rosso/verde). Non può produrre luce blu o bianca. Viene scelto per applicazioni che richiedono specificamente solo indicatori rossi e verdi (es. segnali alimentazione/stato, via/attenzione).

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D1: Posso pilotare sia il LED rosso che quello verde simultaneamente per creare il giallo/arancio?

R: Sì, accendendo entrambi i chip contemporaneamente, l'uscita luminosa combinata sarà percepita come un colore giallo o giallo-arancio, a seconda dell'intensità relativa di ciascun chip. La tonalità esatta può essere regolata modificando il rapporto di corrente tra i due canali.

D2: Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Lunghezza d'Onda Dominante?

R: La Lunghezza d'Onda di Picco (λ_P) è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima. La Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d) è derivata dalle coordinate colore CIE e rappresenta la singola lunghezza d'onda di una luce monocromatica che apparirebbe dello stesso colore. La λ_dè più rilevante per la specifica del colore nelle applicazioni.

D3: Perché esiste un sistema di binning e come specifico di quale bin ho bisogno?

R: Il sistema di binning tiene conto delle variazioni naturali nella produzione dei semiconduttori. Permette ai clienti di selezionare LED che soddisfano specifici requisiti di luminosità e coerenza di colore per il loro prodotto. È necessario specificare il Codice Bin di Intensità desiderato (es. "N") e, per il verde, il Codice Bin di Tonalità (es. "D") quando si ordina per garantire di ricevere componenti entro quelle finestre di prestazione.

D4: È necessario un dissipatore di calore per questo LED?

R: In condizioni operative normali (I_F≤ 30mA, Ta ≤ 85°C), un dissipatore dedicato tipicamente non è richiesto. Tuttavia, un buon design termico del PCB—come l'uso di pad e tracce di rame adeguati—è raccomandato per mantenere la temperatura di giunzione il più bassa possibile, massimizzando l'uscita luminosa e la durata.

11. Esempi Pratici di Applicazione

Esempio 1: Indicatore di Stato per Dispositivo Portatile:In un dispositivo medico portatile, il LED può essere montato sul bordo del PCB principale. Il verde può indicare "Pronto/Acceso", il rosso può indicare "Errore/Batteria Scarica" e entrambi accesi simultaneamente possono indicare "Standby/Caricamento". L'emissione laterale permette alla luce di essere visibile attraverso una sottile fessura nell'involucro del dispositivo.

Esempio 2: Retroilluminazione per Pannello di Controllo Industriale:Una serie di questi LED può essere posizionata lungo il lato di un pannello a membrana traslucida. La luce laterale si accoppia con il materiale del pannello, fornendo una retroilluminazione uniforme e a basso abbagliamento per etichette o simboli. I due colori possono differenziare le modalità operative (es. verde per automatico, rosso per manuale).

12. Introduzione al Principio Tecnologico

Il LTST-S326KGJRKT utilizza il materiale semiconduttore Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP) per i suoi chip emettitori di luce. L'AlInGaP è un semiconduttore composto III-V a bandgap diretto. Controllando precisamente i rapporti di alluminio, indio e gallio, l'energia del bandgap del materiale può essere sintonizzata. Quando polarizzato in diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del chip, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La lunghezza d'onda (colore) di questi fotoni è determinata dall'energia del bandgap: un bandgap più grande produce lunghezze d'onda più corte (verde), e un bandgap leggermente più piccolo produce lunghezze d'onda più lunghe (rosso). Il dispositivo contiene due di questi chip, fabbricati con composizioni materiali diverse, alloggiati in un package plastico riflettente con una lente diffondente che modella l'uscita luminosa in un pattern di emissione laterale ampio.

13. Tendenze e Contesto del Settore

Lo sviluppo di LED SMD a vista laterale come questo è guidato dalla continua miniaturizzazione dei dispositivi elettronici e dalla domanda di interfacce utente più sofisticate in fattori di forma più piccoli. Le tendenze che influenzano questo segmento di prodotto includono:

• Integrazione Aumentata:Passaggio da più indicatori discreti a package multi-chip e multi-colore per risparmiare spazio e semplificare l'assemblaggio.
• Efficienza Superiore:Miglioramento continuo nelle tecniche di crescita epitassiale di AlInGaP e InGaN (per blu/verde) porta a una maggiore efficienza luminosa (più luce per watt elettrico).
• Domanda di Coerenza di Colore:Specifiche di binning più strette e test avanzati a livello di wafer stanno diventando più comuni per soddisfare le esigenze di applicazioni dove l'abbinamento dei colori è critico, come in array multi-LED o segnaletica.
• Robustezza per Ambienti Ostili:Miglioramenti nei materiali del package e nelle tecniche di sigillatura migliorano l'affidabilità contro umidità, cicli termici ed esposizione chimica, espandendo l'uso in applicazioni automotive e esterne.

Il LTST-S326KGJRKT rappresenta una soluzione matura e ben caratterizzata in questo panorama in evoluzione, offrendo una combinazione affidabile di funzionalità bicolore, emissione laterale e producibilità.